logowanie

matematyka » forum » forum zadaniowe - uczelnie wy縮ze » zadanie

Topologia, zadanie nr 1762

ostatnie wiadomo艣ci  |  regulamin  |  latex

AutorZadanie / Rozwi膮zanie

majewa888
post贸w: 24
2013-11-29 21:36:00

cd.2 Czy zbi贸r A jest otwarty? Czy zbi贸r A jest domkni臋ty? Rozwa偶amy topologi臋 R dan膮 przez metryk臋 euklidesow膮(naturaln膮).
7)$A=\left\{x \in R^2:| x_1-x_2| \le 3,0<x_1x_2<1 \right\}\subset R^2$
8)$A= \left\{x \in R^2:x^2_{1}-3x^2_{2}-x_1=3\right\}\subset R^2$
9)$A= \left\{x \in R^3:x_1+x_2+x_3=1\right\}\subset R^3,$
10)$A= B \times C \subset R^3$, gdzie $B=\left\{(x,y):x^6+y^6 \le 6,C=[-1,1] \right\}$
11)A okre艣lony nier贸wno艣ci膮 :$z \ge x^2+y^2+z^2$w $R^3$


tumor
post贸w: 8070
2013-11-29 22:04:50

9)
Domkni臋ty.
Zn贸w mo偶emy pomy艣le膰, 偶e chodzi o funkcj臋
$f(x_1,x_2,x_3)=x_1+x_2+x_3$ ci膮g艂膮 jako wielomian i rozwa偶a膰 A jako przeciwobraz zbioru $\{1\}$

Mo偶emy tak偶e wprost z definicji zauwa偶y膰, 偶e dla ka偶dego punktu nie nale偶膮cego do $A$ znajdziemy ca艂e otoczenie tego punktu nie nale偶膮ce do $A$, co oznacza, 偶e $X\backslash A$ jest otwarty.


8) Na dok艂adnie tej samej zasadzie co wy偶ej zbi贸r $A$ jest domkni臋ty. (Wielomian jest ci膮g艂y, a przeciwobraz zbioru jednopunktowego przestrzeni metrycznej przez funkcj臋 ci膮g艂膮 jest domkni臋ty).

---
Reszta jutro, je艣li kto艣 inny nie zrobi, dzi艣 mi si臋 nie chce. :)


tumor
post贸w: 8070
2013-11-30 10:13:59

7)
w nawiasie przyda艂by si臋 symbol $\vee$ lub $\wedge$ jasno m贸wi膮cy, jak potraktowa膰 te warunki. Domy艣lnie przecinek czytam jak $\wedge$

$B=\{x\in R^2: |x_1-x_2|\le 3 \}$
Jest zbiorem domkni臋tym jako przeciwobraz domkni臋tego

$C=\{x\in R^2: 0<x_2x_2\le 1 \}$
Jest otwarty jako przeciwobraz otwartego.

呕aden ze zbior贸w nie zawiera si臋 w drugim, co pozwala podejrzewa膰, 偶e $A$, jako ich przekr贸j, nie jest ani domkni臋ty, ani otwarty.

Obieramy sobie punkty na brzegu $B$ we wn臋trzu $C$ i na brzegu $C$ we wn臋trzu $B$, b臋d膮 to
$p=(1,1)$
$q=(\frac{1}{5},3\frac{1}{5})$

$p,q$ s膮 na brzegu $A$ (bo dowolnie blisko tych punkt贸w s膮 punkty z $A$), natomiast jeden z nich nale偶y do $A$ (wi臋c $A$ nie jest otwarty), a drugi nie nale偶y do $A$ (wi臋c $A$ nie jest domkni臋ty)


tumor
post贸w: 8070
2013-11-30 10:22:21

10)
C jest domkni臋ty (to nazywamy przedzia艂 domkni臋ty, bo jest domkni臋ty w topologii naturalnej)
B jest domkni臋ty jako przeciwobraz zbioru domkni臋tego.

Wypada umie膰 udowodni膰, 偶e iloczyn kartezja艅ski zbior贸w domkni臋tych jest domkni臋ty, co si臋 pokazuje korzystaj膮c z faktu, 偶e iloczyn kartezja艅ski otwartych jest otwarty. Nie wiem, ile by艂o na wyk艂adzie, je艣li kt贸ry艣 dow贸d mamy tu przeprowadzi膰, to informuj.


tumor
post贸w: 8070
2013-11-30 10:23:35

11) zn贸w wielomian ci膮g艂y, $A$ jest przeciwobrazem zbioru domkni臋tego, nie jest zbiorem pustym ani ca艂膮 przestrzeni膮, wi臋c nie jest zarazem otwarty.


majewa888
post贸w: 24
2013-11-30 13:07:29

Co do 10 nie by艂o jeszcze o iloczynie kartezja艅skim zbior贸w i domkni臋tych i otwartych. Ale prosi艂abym bardzo o te dowody, bo zapewne to b臋dzie:)
I mia艂abym pro艣b臋 mog艂abym do zadania :11,8,10 i 11 prosi膰 o pomoc w zapisaniu tego za pomoc膮 symboli, bo napewno b臋d臋 musia艂a to przedstawi膰 na tablicy.
Dzi臋kuj臋 ju偶 za pomoc:)


tumor
post贸w: 8070
2013-11-30 21:44:56

To patrzymy tak.
Je艣li $X,Y$ s膮 przestrzeniami topologicznymi, to rozwa偶my w $X\times Y$ rodzin臋
$C=\{A\times B, A\in \tau_X, B\in\tau_Y\}$, czyli wszystkie iloczyny kartezja艅skie zbior贸w otwartych w $X$ i $Y$.
Oznaczmy teraz przez $\tau_{X\times Y}$ rodzin臋 wszystkich sum podzbior贸w zbioru $C$.
Oczywi艣cie $\emptyset\in \tau_{X\times Y}$, $X\times Y \in \tau_{X\times Y}$, suma dowolnie wielu zbior贸w z $\tau_{X\times Y}$ nale偶y do $\tau_{X\times Y}$. Czyli ju偶 dwa warunki topologii s膮 spe艂nione. Pozostaje pokaza膰, 偶e spe艂niony jest trzeci.
We藕my $A,B\in\tau_{X\times Y}$ oraz $x\in A\cap B$.
Wtedy $x$ nale偶y do $A$ razem z ca艂ym zbiorem $U_1\times U_2$, podobnie $x$ nale偶y do $B$ razem z ca艂ym zbiorem $V_1\times V_2$
gdzie $U_i$ otwarte w $X$, $V_i$ otwarte w $Y$, $i=1,2$.
$(U_1\times U_2)\cap(V_1\times V_2)$ jest r贸wny $(U_1\cap V_1)\times (U_2\cap V_2)$ i niepusty (bo nale偶y tam $x$).
St膮d przekr贸j dw贸ch zbior贸w z $\tau_{X\times Y}$ nale偶y do $\tau_{X\times Y}$, a na mocy indukcji przekr贸j sko艅czenie wielu tak偶e.


---

Pierwszy wniosek jest prosty. Je艣li $A,B$ otwarte odpowiednio w $X,Y$, to $A\times B$ otwarty w topologii produktowej w $X\times Y$.

---

Drugi wniosek. Je艣li $A\subset X, B\subset Y$ s膮 domkni臋te, natomiast $x=(x_1,x_2)\in X\times Y$ nie nale偶y do $A\times B$, to znaczy, 偶e $x_1 \notin A$ lub $x_2 \notin B$.
Je艣li $x_1\notin A$, to $X\backslash A$ otwarty, oczywi艣cie $Y$ otwarty, zarazem $(X\backslash A)\times Y$ roz艂膮czny z $A\times B$ i $x\in(X\backslash A)\times Y$.
Analogicznie rozumujemy dla $x_2$. St膮d wniosek drugi, 偶e dope艂nienie iloczynu zbior贸w domkni臋tych jest zbiorem otwartym, a zatem iloczyn kartezja艅ski zbior贸w domkni臋tych jest zbiorem domkni臋tym w sensie topologii produktowej.


-----------

Pomoc w symbolicznym zapisie to nie to samo, co podyktowanie ca艂ego zapisu. Pisz 艣mia艂o, wi臋cej si臋 nauczysz pr贸buj膮c. A ja sprawdz臋. :)

Wiadomo艣膰 by艂a modyfikowana 2013-11-30 22:19:07 przez tumor
strony: 1

Prawo do pisania przys艂uguje tylko zalogowanym u偶ytkownikom. Zaloguj si臋 lub zarejestruj

© 2019 Mariusz iwi駍ki      o serwisie | kontakt   drukuj